CN108358928A - 一种(6s)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机合成的技术领域，涉及一种(6S)‑5‑甲基四氢叶酸钙的制备方法，所述方法包括如下步骤：在碱性环境下投入硼氢化钠，常温滴加叶酸和水的混合物，加热反应生成四氢叶酸；先后滴加甲醛和硼氢化钠水溶液进行反应，反应结束后降温静置一段时间，之后抽滤去除硼盐；滤液中滴加氯化钙溶液，搅拌结晶，抽滤得到5‑甲基四氢叶酸钙；所得晶体与水混合，加入EDTA和S‑(‑)‑N‑乙基‑2‑氨甲基吡咯烷进行拆分反应，反应后降温先后析出R型对映体和S型对映体，得到的S型对映体中继续滴加氯化钙溶液，搅拌结晶，抽滤得到(6S)‑5‑甲基四氢叶酸钙。本发明提供的制备方法所生产的(6S)‑5‑甲基四氢叶酸钙产品纯度高，反应稳定，环境友好。
Description
技术领域
本发明属于有机合成的技术领域，涉及一种(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法。
背景技术
(6S)-5-甲基四氢叶酸是组织和血叶酸的主要形式，它在人体中不需要经过繁琐的酶促步骤，可以直接参与人体内多种重要的生化反应(如嘌呤和胸腺嘧啶的合成等)。(6S)-5甲基四氢叶酸可用做药和食品添加剂，用作维生素制剂，预防神经管缺陷，治疗抑郁症，治疗巨幼红细胞贫血等，研究表明，(6S)-5-甲基四氢叶酸是叶酸类药物中唯一可以渗透过血脑屏障的药物，具有防治阿尔茨海默病(老年痴呆症)的作用，因此它具有其他叶酸类药物无法比拟的优越性，具有巨大的市场前景。由于(6S)-5-甲基四氢叶酸非常不稳定，极易氧化，因此合成高纯度、高稳定性的四氢叶酸具有成本昂贵、收率低等缺点，而四氢叶酸盐具有优异的稳定性，大量实验证明，在特定的碱溶液中可以分离纯化出高纯度、高稳定性的四氢叶酸盐，特别是其钙盐(6S)-5-甲基四氢叶酸钙。
化学合成的5-甲基四氢叶酸主要是通过叶酸经氢化和甲基化获得，通常在5,6位双键加氢时，在6位形成光学活性碳原子，以(6R)-或(6S)-5-甲基四氢叶酸的形式存在。(6S)-5-甲基四氢叶酸现有的工艺路线是以叶酸为原料,经还原、甲基化、拆分等步骤合成而得。
现有技术中有多种合成(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的方法，如WO2008031284A1，公开了应用有机碱α-苯乙胺或(+)-α-苯乙胺或(-)-α-苯乙胺的对映体从外消旋体(6R,S)-5-甲基四氢叶酸拆分得到(6S)-5-甲基四氢叶酸，并用碱土金属的氢氧化物特别是氢氧化钙使之成(6S)-5-甲基四氢叶酸钙盐的制备方法。
US5457202A公开了以有机碱N-乙基-2-氨甲基吡咯烷或它的对映体为拆分剂从外消旋体(6R,S)-5-甲基四氢叶酸制备(6S)-5-甲基四氢叶酸及其钙盐的方法。
WO2013025203A公开了一种制备(6S)-5-甲基四氢叶酸盐的方法，该方法包括如下步骤：叶酸经硼氢化还原得到四氢叶酸，再用甲醛还原氨化得到N-5-甲基四氢叶酸，然后用N-烷基-D-葡萄糖胺拆分为(6S)-5-甲基四氢叶酸与(6R)-5-甲基四氢叶酸，最后(6S)-5-甲基四氢叶酸再与钙盐成盐得到产物(6S)-5-甲基四氢叶酸钙。
以上专利文献均直接拆分外消旋体(6R,S)-5-甲基四氢叶酸，得到(6S)-5-甲基四氢叶酸，然后再生成(6S)-5-甲基四氢叶酸钙，由于(6S)-5-甲基四氢叶酸的性质极为活泼，因此在拆分时极易产生杂质，很难拆分出高纯度的(6S)-5-甲基四氢叶酸，同时也影响着产品的收率和成本。
CN103214487A公开了一种重要医药化工原料(6S)-5-甲基四氢叶酸盐的合成工艺，将叶酸悬浮在5-7倍量的水中，加入1N-2N碱水溶液，在氮气保护下，加入亚硫酸盐，在60-75℃下保持反应0.5-1.5h，以活性炭脱色，过滤，滤液中加入抗氧化剂，用2N-3N的酸调pH至2.5-3.5，抽滤，水洗固体，真空干燥得四氢叶酸，将四氢叶酸悬浮于5-7倍量的水中，加入35％-40％的甲醛水溶液，氮气保护下维持35-45℃，加入还原剂(45min内加完)，保持反应1-1.5h，反应完后用3N-5N醋酸调pH6-7，加入8％-11％氯化钙溶液，过滤，滤液再加入氯化钙溶液，室温下搅拌，过滤，不溶物脱色后加入5-7倍量的醇溶液中，抽滤，真空干燥得5-甲基四氢叶酸钙，将5-甲基四氢叶酸钙与有机碱混合加入无水醇回流0.3-0.6h，冷却至室温，抽滤，滤饼用醇重结晶，将重结晶过的固体加入水中，用酸调pH至1-2，降温至0-5℃，过滤，水洗至中性，真空干燥得(6S)-5-甲基四氢叶酸钙。这篇专利中5-甲基四氢叶酸钙在拆分时可能发生解离，影响产品的纯度和收率；另外拆分反应使用有机碱((±)-α-苯乙胺)，整个反应在有机体系中进行，生产成本高，环境污染大。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，这种制备方法成本低，收率高，产品纯度高，反应稳定，环境友好。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，包括如下图所示的步骤：
(1)在碱性环境下投入硼氢化钠，常温滴加叶酸和水的混合物，加热反应生成四氢叶酸；
(2)在步骤(1)的反应液中先后滴加甲醛和硼氢化钠水溶液进行反应，反应结束后降温静置一段时间，之后抽滤去除硼盐，得到5-甲基四氢叶酸；
(3)在步骤(2)的滤液中滴加氯化钙溶液，搅拌结晶，抽滤得到5-甲基四氢叶酸钙；
(4)将步骤(3)中得到的5-甲基四氢叶酸钙与水混合，加入EDTA和S-(-)-N-乙基-2-氨甲基吡咯烷，加热进行拆分反应，反应后降温先后析出R型对映体和S型对映体，得到的S型对映体中继续滴加氯化钙溶液，搅拌结晶，抽滤得到(6S)-5-甲基四氢叶酸钙。
本发明在碱性条件下用硼氢化钠还原叶酸合成高纯度四氢叶酸(消旋体)，用甲醛对合成的四氢叶酸进行甲基化，再加入氯化钙生成5-甲基四氢叶酸钙(消旋体)，加入EDTA和S-(-)-N-乙基-2-氨甲基吡咯烷，对5-甲基四氢叶酸钙(消旋体)进行拆分得到(6S)-5-甲基四氢叶酸，最后加入氯化钙成钙盐得到(6S)-5-甲基四氢叶酸钙。
上述步骤(1)中的碱性环境为25％的氢氧化钠溶液，所述的加热反应温度为80-100℃。
上述步骤(2)的反应是在pH为8-10的环境下进行的。
上述步骤(2)中的静置温度为0-10℃，静置时间为5-12h。
上述步骤(3)和步骤(4)中的搅拌结晶的温度为0-10℃，结晶时间为4-8h。
上述步骤(4)中加热反应的温度为70-85℃，析出R型对映体的温度为55-60℃，继续降温析出S型对映体的温度为15-25℃。
上述步骤(1)中叶酸与水的质量比为1：3。
上述滴加氯化钙溶液成盐的反应是在pH为7.5的环境中进行的，所述步骤(3)中氯化钙溶液的浓度为5-15％，所述步骤(4)中氯化钙溶液的浓度为30-50％。
上述溶液pH值的调节溶液为浓盐酸。
进一步的，上述步骤还包括：将步骤(4)得到的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙与水混合，加热至回流，抽滤后得到精制后的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙结晶。
本发明相对于现有技术的改进如下：
现有的生产(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的成熟工艺是，以叶酸为原料，经还原、甲基化、拆分、成盐等步骤合成而得，整个工艺总产率较低。本发明的工艺以叶酸为原料，经还原、甲基化、氯化钙成盐、拆分、再加氯化钙盐以防止(6S)-5-甲基四氢叶酸钙不稳定而解离，所得产物稳定，纯度高。
现有的生产(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的工艺所用的拆分试剂大多为有机碱((±)-α-苯乙胺或者(+)-α-苯乙胺或者(-)-α-苯乙胺)，本发明使用水溶性的S-(-)-N-乙基-2-氨甲基吡咯烷为拆分剂，避免了使用有机溶剂体系，不仅节约成本，而且减少了环境污染。
本发明通过对成盐反应的深入研究，使用两种浓度的氯化钙溶液进行成盐反应，步骤(3)中使用低浓度的氯化钙溶液进行成盐反应，可以降低杂质的生成，使生成的5-甲基四氢叶酸钙纯度更高，而步骤(4)中由于拆分反应已经完成，成盐的过程中很难再产生新的杂质了，所以使用高浓度的氯化钙溶液进行成盐反应，可以提高产品的收率。
本发明使用硼氢化钠代替硼氢化钾，使得反应更加温和，反应更加彻底，收率更高。
通过以上的技术手段，本发明制备的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙其总杂质可以达到1.0％以下，总收率可以达到40％-45％。
附图说明
图1是本发明制备的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的核磁共振氢谱；
图2是本发明制备的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的核磁共振碳谱。
具体实施方式
下面通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或者改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。
本发明实施例中所用的各种原料和试剂如无特别说明均为市售购买。
本发明实施例中的检测方法采用USP40中规定的Calcium L-5-Methyltetrahydrofolate检测方法和标准，其标准要求总杂质不大于2.5％。
本发明所使用的检测仪器是Agilent 1100。
实施例1：
在碱性环境下(浓度为25％的NaOH溶液)投入硼氢化钠22.4克，在温度25℃下滴加128g由叶酸和水组成的混合物(叶酸和水的质量比例为：1：3)，滴加结束后在85～90℃下反应1小时，反应结束后用浓盐酸调节pH至9.0，调完后在5～10℃下滴加甲醛16ml并在该温度下反应0.5小时，反应结束后滴加27.2g浓度为40％的硼氢化钠水溶液，保温反应1小时，升温至55℃反应0.5小时，加160ml水，用浓盐酸调节pH至7.5，在0～10℃静置5小时，抽滤除去硼盐，滤液用盐酸调pH至7.5，滴加9％的氯化钙溶液64ml，在0～10℃下搅拌结晶4小时，抽滤得5-甲基四氢叶酸钙湿粉。
将上述步骤得到的5-甲基四氢叶酸钙与水搅拌均匀后，加入16.8gEDTA与16g S-(-)-N-乙基-2-氨甲基吡咯烷，升温至80℃，搅拌0.5小时后再降温至55℃，继续搅拌1小时后抽滤，除去R型对映体，滤液降温至15℃，抽滤得到S型对映体，将得到的S型对映体用水搅拌均匀，用浓盐酸调pH至7.5，滴加浓度为34％氯化钙溶液16ml，在0～10℃下搅拌结晶4小时，抽滤得到(6S)-5-甲基四氢叶酸钙粗品。
将上述步骤得到的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙与80ml水搅拌均匀，加热至回流，搅拌1小时后趁热抽滤，干燥后得到(6S)-5-甲基四氢叶酸钙7.9g。总收率为43.7％，经过检测，其总杂质为1.0％。其核磁共振氢谱和碳谱见附图，数据为：1H NMR(600MHz,D2O)δ7.42-7.47(m,4H),6.51-6.55(m,4H),4.04-4.07(m,2H),3.20-3.22(m,2H),2.89-3.00(m,2H),2.85(m,2H),2.77-2.81(m,2H),2.67-2.71(m,2H),2.28(s,6H),2.05-2.13(m,4H),1.88-1.93(m,2H),1.75-1.80(m,2H)；13C NMR(150MHz,D2O)δ182.3,179.3,170.6,169.7,159.2,153.6,151.9,129.0,121.4,112.4,112.7,102.3,55.7,54.8,43.3,42.6,35.6,34.2,28.4。
实施例2：
在碱性环境下(浓度为25％的NaOH溶液)投入硼氢化钠22.4克，在温度25℃下滴加96ml由叶酸和水组成的混合物(叶酸和水的比例为：1：3)，滴加结束后在80-85℃下反应1小时，反应结束后用浓盐酸调节pH至8.0，调完后在5-10℃下滴加甲醛16ml并在该温度下反应0.5小时，反应结束后滴加27.2g浓度为40％的硼氢化钠水溶液，保温反应1小时，升温至50℃反应0.5小时，加160ml水，用浓盐酸调节pH至7.5，在0-10℃静置8小时，抽滤除去硼盐，滤液用盐酸调pH至7.5，滴加5％的氯化钙溶液110ml，在0～10℃下搅拌结晶8小时，抽滤得5-甲基四氢叶酸钙湿粉。
将上述步骤得到的5-甲基四氢叶酸钙与水搅拌均匀后，加入16.8gEDTA与16g S-(-)-N-乙基-2-氨甲基吡咯烷，升温至70℃，搅拌0.5小时后再降温至50℃，继续搅拌1小时后抽滤，除去R型对映体，滤液降温至20℃，抽滤得到S型对映体，将得到的S型对映体用水搅拌均匀，用浓盐酸调pH至7.5，滴加浓度为50％氯化钙溶液12ml，在0-10℃下搅拌结晶6小时，抽滤得到(6S)-5-甲基四氢叶酸钙粗品。
将上述步骤得到的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙与80ml水搅拌均匀，加热至回流，搅拌1小时后趁热抽滤，干燥后得到(6S)-5-甲基四氢叶酸钙8.1g。总收率为44.8％经过检测，其总杂质为0.9％。
实施例3：
在碱性环境下(浓度为25％的NaOH溶液)投入硼氢化钠22.4克，在温度25℃下滴加96ml由叶酸和水组成的混合物(叶酸和水的比例为：1：3)，滴加结束后在95-100℃下反应1小时，反应结束后用浓盐酸调节pH至10.0，调完后在5-10℃下滴加甲醛16ml并在该温度下反应0.5小时，反应结束后滴加27.2g浓度为40％的硼氢化钠水溶液，保温反应1小时，升温至60℃反应0.5小时，加160ml水，用浓盐酸调节pH至7.5，在0-10℃静置12小时，抽滤除去硼盐，滤液用盐酸调pH至7.5，滴加15％的氯化钙溶液40ml，在0-10℃下搅拌结晶6小时，抽滤得5-甲基四氢叶酸钙湿粉。
将上述步骤得到的5-甲基四氢叶酸钙与水搅拌均匀后，加入16.8gEDTA与16g S-(-)-N-乙基-2-氨甲基吡咯烷，升温至85℃，搅拌0.5小时后再降温至55℃，继续搅拌1小时后抽滤，除去R型对映体，滤液降温至25℃，抽滤得到S型对映体，将得到的S型对映体用水搅拌均匀，用浓盐酸调pH至7.5，滴加浓度为30％氯化钙溶液18ml，在0-10℃下搅拌结晶6小时，抽滤得到(6S)-5-甲基四氢叶酸钙粗品。
将上述步骤得到的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙与80ml水搅拌均匀，加热至回流，搅拌1小时后趁热抽滤，干燥后得到(6S)-5-甲基四氢叶酸钙7.6g。总收率为42.1％，经过检测，其总杂质为1.0％。
Claims (10)
1.一种(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)在碱性环境下投入硼氢化钠，常温滴加叶酸和水的混合物，加热进行反应生成四氢叶酸；
(2)在步骤(1)的反应液中先后滴加甲醛和硼氢化钠水溶液进行反应，反应结束后静置一段时间，之后抽滤去除硼盐，得到5-甲基四氢叶酸；
(3)在步骤(2)的滤液中滴加氯化钙溶液，搅拌结晶，抽滤得到5-甲基四氢叶酸钙；
(4)将步骤(3)中得到的5-甲基四氢叶酸钙与水混合，加入EDTA和S-(-)-N-乙基-2-氨甲基吡咯烷，加热进行拆分反应，反应后降温先后析出R型对映体和S型对映体，得到的S型对映体中继续滴加氯化钙溶液，搅拌结晶，抽滤得到(6S)-5-甲基四氢叶酸钙。
2.根据权利要求1所述的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的碱性环境为25％的氢氧化钠溶液，所述的加热反应温度为80-100℃。
3.根据权利要求1所述的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的反应是在pH为8-10的环境下进行的。
4.根据权利要求1所述的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的静置温度为0-10℃，静置时间为5-12h。
5.根据权利要求1所述的(6s)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(4)中的搅拌结晶的温度为0-10℃，结晶时间为4-8h。
6.根据权利要求1所述的(6s)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中加热反应的温度为70-85℃，析出R型对映体的温度为55-60℃，继续降温析出S型对映体的温度为15-25℃。
7.根据权利要求1所述的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中叶酸与水的质量比为1：3。
8.根据权利要求1所述的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，其特征在于，所述滴加氯化钙溶液成盐的反应是在pH为7.5的环境中进行的，所述步骤(3)中氯化钙溶液的浓度为5-15％，所述步骤(4)中氯化钙溶液的浓度为30-50％。
9.根据权利要求3或者权利要求8所述的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，其特征在于，溶液pH值的调节溶液为浓盐酸。
10.根据权利要求1所述的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤还包括：将步骤(4)得到的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙与水混合，加热至回流，抽滤后得到精制后的(6S)-5-甲基四氢叶酸钙结晶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180803 |
|
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